Синярев Г.Б., Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Теория и проектирование, 1957 г. (1240838), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Циолковским свыше 50 лет назад. На этой схеме показаны ~все основные элементы, необходимые для р,аботы ЖРД. К. Э. Циолковский подробно изучил вопрос о топливах для ЖРД. С этой целью он исследовал величину тепловых эффектов реакций сгорания различных элементов н впервые указал на связь между величиной теплового эффекта и атомным весом,реагирукяцих элементов'. На основания этиках исследований К. Э.
Циолковский первый предложил использовать в качестве компонентов топлив углеводороды, жидкий водород и жидки~й кислород. Камера сгорания Фиг. 36. Чертеж космического ракетного корабля к э.ц В 191! г. К. Э. Циолковский в новом издании книги «Исследования мировых просвравств реактивными приборами» впервые оценил возможности, которые даст освоение в ракетном двигателе атомной энергии, и вычислил возможные скорости истечения и скорости полета, ракеты с таким дввгателемз. В более поздних работах Циолковский указал на целесообразность применения окислов азота и скипидара как компонентов топлив ЖРДз. К.
Э. Циолковский разработал принципы конструктивного выполнения ракетного двигателя большой тяги: применение насосной подачи компонентов и частичного испарения,их для наддува баков, систему наружного охлаждения стенок одним из компонентов топлива, устройство камеры сгорания и сопла; им же предложено использование реакциями газового потока ракетного двигателя для управления ракетой и придания ей устойчивости во время полета путем размещения в потоке газовых рулей или путем шарнирного закрепления двигателя. Принципы конструирования ЖРД, разработанные ' К. Э. Циолковский, Ракета в космическое простознство, сб. «Труды по ракетной технике», Оборонгиз, !947.
» К. Э. Циолковский. Исследование мировых пространств реактивными приборами, сб. «Труды по ракетной технике», Оборонгиз, 1947. ' К. Э. Циолковский, Космическая, ракета, сб. «Труды по ракетной технике», Оборонгиз, 1947. 4 Г. Б. сао«р«в и м. В. добро»о»»о«ив 49 К. Э.
Циолковским бО лет назад, сохраняют свое значение и в настоящее время. Труды К. Э. Циолковского, работавшего в тяжелых материальных условиях и публвковавшбго свои статьи в малораспространенных журналах, издававшихся небольшим тиражом, в начале были известны ограниченному кругу читателей. В 1915 г. работы Циолковского была подробно описаны в популярной книге Я.
И. Перельмана «Межпланетные путешествия». Эта талантливая книга получила широкую известность как в России, так и за границей. В связи с этим в иностранных работах начало деятельности К. Э. Циолковского в области ракетной техники часто ошибочно датируется 1915 г. Труды К. Э. Циолковского вызвали большой интерес в научных н инженерных кругах и привели,к появлению как в России, так и за границей целого ряда работ, ознаменовавших начало практического разрешения проблемы создания жидкостного ракетного двигателя.
В России в !898 г. проф. Мещерский создал' новый раздел меха ники — заложил основы механики тела переменной массы, которая нашла широкое приложение к теории полета ракет. Многие вопросы реактивного движения, а также явления, воэникающи~е при полетах с большой скоростью, разрешались в работах Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, Б. С. Стечкина н многих других. В Германии ряд работ опубликовал Г. Оберт; в числе этих работ была широко известная книга «Пути к звездоплаванию», в которой рассматривалось большое число теоретических и практических вопросов зэездоплавания.
Подробное математическое исследование ракетного полета было проделано в книге В. Гомана «Досягаемость небесных тел» и в последующих коллективных работах Г. Оберта, В. Гомана и др. Е. Зенгер (работал в Австрии и Германии) известен своими экспериментальными и теоретическими работами в области ракетных двигателей и анализа условий о динамики полета ракетного самолета.
В 1913 г. в печати пс1явились первые работы французского ученого Р. Эно-Пельтри, в которых рассматривались вопросы космического ракетного полета, а также особенности полета при сверхвысоких скоростях, близких к скорости света. Американский ученый, профессор физики Р. Годдард в 1914 г. начал практическое изучение пороховых ракет; он значительно улучшил вх свойства за счет применения сверхзвукового сопла, практического осуществления стабилизации ракеты в полете путем вращения ее головки и использования идеи составных ракет. В 1919 г. Р. Годдардом была опубликована работа «Метод достижения крайних высот», в которой, в частности, излагались основные проблемы создания и использования ракетных диигателей. В 1929 г. он впервые осуществил запуск ракеты иа жидком топливе. Практическая работа по осуществлению идей К.
Э. Циолковского и других ученых в области ракетной рехники, а также их дальнейшая разработка началась у нас только,в годы советской власти. При этом создание ЖРД и 1ракетных летательных аппаратов проходило параллельно и работы в этих областях были тесно связаны друг с другом. В этих работах принимали, сам1ое деятельное участке В. П. Ветчинкин, В. П. Глушко, Л. С. Душкин, А. М. Исаев, Ю. В. Кондратюк, С.
П. Королев, Ю. А. Победоносцев, А. И. Полярный, М. К, Тихонравов, Н. Г. Чернышев, Ф. А. Цандер и мнопне другие энтузиасты ракетной техники, Их усилия на первых порах объединялпсь в так называемых «группах изучения реактивного движения» 1ГИРДах), созданных при добровольном обществе содействия развитию авиации в Москве и Ленинграде. Большую теоретическую и экспериментальную работу по исследованию ракет и ЖРД провел в Советском Союзе инженер Ф.
А. Цандер. Он принимал акттавное участие в публикациаа работ К, Э. Циолковского и распространении его идей, а в 1924 г. выпускает собственное исследование «Перелеты на другие планеты» '. Ф. А. Цандером были разработаны тепловой расчет рабочего процесса ЖРД (т, е. расчет сгорания~ и истеченмя с учетом дпссоциации~), а также способ оценки экономичносяи ЖРД, на основаяии которого он предлагал использовать новые циклы повышенной экономичности, Ф. А. Цандер также предложил способ расчета температуры стенки ЖРД и метод расчета охлаждения его, Особенно много внимания уделил Ф.
А. Цандер исследованию вопросов применения в качестве горючего металлов, выделяющих при сгорании значительно больше тепла, чем обычные горючие. Идеи использования металлов в качестве горючих сочетались у него с идеей сжвгания в двигателе частей ракеты, становившихся ненужными после выработки определенного количества топлива. Ф. А.
Цандером были построены два двита неля: ОР-!.и ОР-2, на которых проводилось экспериментальное исследование процессов и конструкции ЖРД. Двигатель ОР-1 1был построен в 1930 — 1931 гг. Он работал на бензине и газообразном воздухе и развивал тягу до 5 кг. В ! 932 г. Ф. А.
Цандер создал проект двигателя ОР-2,,который был осуществлен с его участием, но испытание двигателя происходи„чо во время болезни н после смерти Ф. А. Цандера. Двигатель ОР-2 устроен по схеме, приведенной на фиг. 37. Он работал на бензвне и жидком кислороде. Подача горючего и жидкого кислорода в камеру двигателя осуществлялась вытеснением их из баков газообразным азотом, который получался путем испарения нбндкого азота за счет обогрева бака. Особая система — азотный компенсатор — ~была разработана для поддержанвя в бананах постоянного давления. Давление в системе регулировалось степенью погружения бачка с жидким азотом в сосуд с горячей водой. Эта си- ' Ф А, Ц а н д е р, Проблема полета прн помоши ракетнык аппаратан, Оборонтие, 1947.
51 стрема оказалась изли~шне сложной и вскоре была заменена системой венпилей. Кислород, поступавший в двигатель, предварительно испарялся в двух испарителях и затем направлялся в ,рубашку двигателя для охлаждения камеры сгорания. Из рубашки охлаждереия через прорези в стенках камеры сгорания он вводился в каме1ру; 'топливо распыливалось форсунками, расположенными, в головке двигателя.
Регулирование колмчества поступающих в камеру двигателя компонентов и их соотношения осуществлялось подбором жиклеров на линиях подвода горючего и окислителя. Двигатель ОР-2 развивал тягу 50 кг и был одним из первых в мире двигателей,,работавших на иеидком кислцроде н нефтяном горючем. На фиг. 37 показан внешний вид двигатеЛя и стенд для его испытания. Подробное исследований возможностей космических полетов проводил Ю. В.
Кондратюк. В своей работе «Завоевание межпланетных пространств», вышедшей в 1928 г., он уделил большое внимание выбору топлив для ЖРД 1н впервые поставил вопрос об использовании в качестве горючих лития, бора и его соединений с водородом, а также металлов'. В этой работе Ю. В. Кондраткж указывает на значение молекулярного веса п~родуктов сгорания топлив ЖРД н излагает особенности расширенмя продуктов в сопле при наличии сильной диссоциацип в камере. Ему же принадлежит идея дожигания продуктов сгорания по длине сопла путем постепенного добавления окислптеля. Этикам Ю. В.
Кондратюк предполагал ограничить чрезмерное повышение температуры в камере сгорания. Большой вклад в развитие ЖРД внесли В. П. Глушко (ныне член-корреспондент АН СССР) н,коялектив, работающий под его руководством. Работы В. П. Глушко в этой области начались в 1929 г. в специальной лаборатории, созданной для мзучения ЖРД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
